大学建筑物理学课后习题答案

建筑物理课后习题参考答案篇工章

热本第章习题1-1、成室内热环境的四项气候要素是什么？简述个要素在冬（或夏）季，在居室，是怎样影响人体热舒适感的。答1）室内空气温度：居住筑冬季采暖设计温度为18，托幼建筑暖设计温度20，办公建筑夏季空调设计温度为24℃等。这些是根据人体舒适度而定要求。空气湿度：据卫生工作者的研究，对室内热环境而言，正的湿度范围是30-60%。冬季，相对度较高的房易出现结露现象。气流速度当内温度相同气流速度不同时人热感觉也不同。如气流速度0和3m/s时，3m/s的气流速度使人更感觉舒适。环境辐射温：人体与环境都有不断发生辐射换热的现象。1-2什么说使人们富裕了不该把房子搞成完全人工空间答我们所生活的外环境是一个不断变化环境它要求人有强的适应能力。而一相对稳定而又级其舒适的室内环境，会导致人生理功能的降低，使人逐渐丧适应环境的能力，从而危害人的健康。1-3、热与导热（热传导）有什么区别？本书所说对流换热与单纯在流体内部的对传热有什么不同？答导热是指同一体内部或相接触的两物之间由于分热运动热量由高温向低温转换的现象。纯粹的导热现象只发生在密实的体当中。围护结构的热要经过三个过程：表面吸热、结构本身传热表面放热。严格地说，每传热过程部是三种基本传热方式的综合过程。本书所说的流换热即包括由空气流动所引起的对流传热过时也包括空气分子间接触的空气、空气分子与壁面分子之间的导热程。对流换热是对流与导热的合过程。而对流传热发生在流体之中是因温度不同的各部分流体之间发生对运动，互相合而传递热能的。1-4、面的颜色、光滑程度，对外围护结构的外表和对结构内空气间层1的表面，在射传热方面，各有什么影响？答对于波辐射色起主导作对于长波辐射性起主导作用：白色表面对见光的反射能力最强，对于长波辐射，其反射力则与黑色表面相差极小抛光的金属面论对于短波辐或是长波辐射射能力都很高，所以围护结外表面刷白在夏季反射太阳辐射热是非常有效，而在结构内空气间层的表面白是不起作用的。1-5、择性辐射体的特性，对开发有利于夏季防热外表面装修材料，有什么启发？答：选择性射体又称非灰体，其辐射光谱与黑体光谱截然同，甚至有的只能发射某波长的辐射线。但是建筑材料多属于灰体，根非灰体的性质可开发非灰体的修材料，辐射和吸收某种特定的辐射线。由图可知，择性辐射体的特性，具有间断性，可将此特性用起来，将外表面装饰材刷白，或进行浅色处理，对夏季反射太阳辐射也非常有效。1-6、书中给出的自然对流时算αc的三个公式中，系数分别为，2.5，，试说明系数不同的原因。答是因为结构和源位置不同高温密度小的空气和低温密度大的空之间进行对流热。水平表面（流由下而上）有利于对流，所以取2.5水平表面（流由上而下）不利于对流，所以取1.3垂直表面

不影响对流所以取2.01-7、根据自己的经验，列举几个外墙内表面或地产生表面结露现象的实例，并说结露的原因。答：例1有些户主由使用不当，经常使室内现许多水蒸，室内空气容纳不了的蒸气就凝结成水珠析出。由于山墙的筑构造做法不到位，使山墙内表面温度低于室的露点温度，而导致山墙面出现结露，甚至霉变。例2、有些内由于温度降，而使露点温度降，产生结露象。若在建筑构无总是的情况下居民生活方式不也会使间产生结露的现象，居民居住空间内频繁进行类似于大蒸汽作业，就会室内水蒸气含量过高，出现结现象。2章

围的原理算习题2-1、筑围护结构的传热过程包括哪几个基本过程几种传热方式？分别简述其要点答：建筑围结构传热过程主要包括三个过程：表面吸热、构本身传热、表面放热。表面吸热—内表面从室内吸（冬季表面从事空间吸（夏季）结构本身传——热量由高温表面传向低温表面表面放热—外表面向室外空间散发热（冬季或内表向室内散（夏季）2-2、什么空气间层的热阻与其厚度不是成正比关？怎样提高空气间层的热阻？答在空气间层中其阻主要取决于间层两个界上的空气边层厚度和界面之间的射换热强度。所以，空气间层的热阻于厚度之不存在成比例地增长关系。要提高空气层的热阻可以增加间层界面上的空气边界层厚以增加对流换热热阻；是在间层壁面上涂贴辐射系数小的反射材料以加辐射换热热阻。2-3、根据图所示条件，定地作为稳定传热条件下墙体内部的温度布线，应区出各层温度线的倾斜度，并说明理由。已知λλ〉λ2。d答：由q可知，由于是稳传热，各壁面的热流都相同，当dxd越大时，各层的温度梯度就越小，即各层温度的倾斜度就小。dx

值2-4、如图2-18所示的屋顶结构，在保证表面不结露的情况下，室外外气温不得低于少？并作为结构内部的温度分布线。已知：ti=22℃，，Ri=0.115m2k/Wm2k/W。解：由t=22℃ψ=60%可查出Ps=2642.4Paii则

ps

i

2642

可查出露点度t13.88℃d要保证内表不结露，内表面最低温度不得低于露点温度1）将圆孔板折算成等面积的方孔板34

dm2）计算计算多孔板传热阻有空气间层部分（其中空气间层的热阻是0.17）R

01

0.0265

0.0265

0.11(m

2

)/无空气间层部分R

02

0.110.04(2/W3）求修正系数

1

)

2

0.097/(m)0.1721

0.33所以修正系取0.934）计算平均热阻

R

0.0970.0970.0530.24

0.143()/W5）计算屋顶总的传热系数R

0.1430.150.63(

2

)/6）计算室外温度ttiiRi

i

e

13.88得te=-24.79℃由此可得各温度是θ=3.45θ=-15.9212θ=-17.5θe=-21.843可画出结构部的温度分布线。4章

保习题3-1、暖居住房间的密闭程度（气密化程度）对卫保健、经济、能源消费等方面，有什么影响？答：就保温言，房间的密闭性越好，则热损失越少，从而以在节约能源的基础上保室温从卫生要求来看间须要有一定的换气量一方面，过分密闭会碍湿气的排除，使室内湿度升高，从而容易造表面结露和围护结构内部受潮3-2、从节约能源的角度分析，在相同面积的情况，正方形平面与长方形平面何者利？答从节约能源的度分析就要控制建筑的体形数即建筑的表面积与其所包围的积之比。对于同样的体积的建筑，在各面外围结构的传热情况均相同时，外面面积越大，热损失越多，所以在相同面积的况下，正方形平面更为有利。3-3、为什么我国规定围护结的总热阻，得小于最小总热阻Rо•？答：规定围结构的总热阻，不得小于最小总热阻主要是为：保证о•min内表面不结，即内表面温度不得低于室内空气的露点温度同时还要满足一定的热舒适条，限制内表面温度，以免产生过强的冷辐射效。3-4明允许温差[t]的意义回[t]大或小一种的质量要求高？为什么？答允许温差是根卫生和建造成本等因素定的按允许温差计的围护结构，其内面温度不会太低，一般可保证不会产生结露现，不会对人体形成过分的冷辐，同时，热损失也不会太多。使用质量要高的房间许温差一些为在同样的室内外气象条下，按较下的允温差确定的最小传热阻值，显然要大一些，从其围护结构就具有了更大的保能力。3-5、说明一般轻质材料保温性能都比较好的道理并解释为什么并非总是越轻越好答影响材料保温能因素之一就是材料的度材料导热系数差别就在于材料的孔率的不同，孔隙越多，则孔隙传热的影响就越，材料的导热系数越小，材料保温性能越好。所以说一般轻质材料的保温性较好。但当孔隙率加到一定程度，其孔壁温差变大，辐射传热量大，同时，大孔隙内的对传热也增多，特别是由于材料骨架所剩无几，许多孔隙变成互相贯通的，使流传热量显著增加。所以说并非越轻越好。53-6、试详述外保温构造方法优缺点。答：外保温优点：使墙或屋顶主要部分受到保护，大大降低温度应力的起伏提高结构的耐久性；外保温对结及房间的热稳定性有利；外保温有利防止或减少保温层内部产生水蒸气凝结；外保温法使桥处的热损失减少，并能防止热桥内部表面局结露对于旧房的能改造，外保温处理的效果最好。外保温的缺：适用于规模太大的建筑，才能准确判断外保温是否提高房的热稳定性；在构造上较杂，必须有保护层；由于要设保层，所以造价要高。3-7、倒铺屋面有哪些好处？前在推广应方面存在什么困难？答铺屋面法不可能完全消除部结露的可能性是防水层得到保护，从而大大提其耐久性。这种方法对温材料的要求更高求目前都要在保温层上面设置某种盖层加以保护于保温层还没有合适的理材料有些材料虽有不吸耐火、耐化学侵蚀优点，但英属于脆性材料不利于施工，所以推有一定的困难。3-8在哈尔地区有一办公楼屋为加气混凝土条板平图3-26试校核该屋是否满足保温要求？已知℃=-26℃=-29℃=-31℃，ⅠⅡⅢt=-33℃。Ⅳ提示：加气混凝土在这种构造内时，其值和值均应修正。a=1.15解：1）计算热惰性标，确定墙类型D11

11

1

3.33DR2222

2

0.93

0.242DR3

33

3

3.45DD3.744.18126则属于II型，取t=-29℃σⅡ2）计算最低热阻(t)Ri0.mini

1829

0.11底限附加热

'

0.min

3）计算屋顶的总热阻R0

0.010.17

0.020.93

0.260.24

0.110.04R'

所以不满足求7章

护湿习题4-1护结构受潮为什么会降低其保温性能从传热机理加以阐明。答：材料的热系数是固体〉液体〉气体，当围护结构受潮原来围护结构中的水蒸气以液态凝结水的形式存在于围护结构中，使围结构的导热系数增大，保温能降低。4-2、采暖房屋与冷库建筑在汽渗透过程隔汽处理原则上有何差？答对于采暖房屋汽渗透过程是从室内向外而对于冷库建蒸汽渗透过程是从室向室内的过程。在设置隔汽时隔汽层应布置在蒸汽流入一侧所以对采暖屋应布置在保温层内，对于冷库建筑应布置在隔热层外侧。4-3、试检验图中的屋顶结是否需要设置隔汽层。已知：ti=18℃，采暖期室外平均气t=-5均相对湿度ψα=50%暖期Ζh=天，加气混土容重γ。解：）计算各层的热阻和水汽渗透阻材料层d

λ

R=d/λμ*10

4

H=d/μ*10

4二毡三油0.010.170.0590.075水泥砂浆0.020.930.0220.90.02加气混凝土0.060.190.2751.990.03水泥砂浆0.010.930.0110.90.01钢筋混凝土板

0.031.740.0170.1580.19R=0.384H=0.25*10

4由此可得：=0.11+0.384+0.04=0.534H=25002计算室内外空气的水蒸汽分压ti=18℃ps=2062.5pa则pi=2062.5×65%=1340.6pati=-5℃则pi=401.3×50%=200.7pa3计算围护结构各层的温度和水汽分压力

i

0.11185)13.3℃p

,i

1526.5pa

2

℃822p

,2

3

0.0170.534

12.1p

pa4

0.011

0.2℃p

,4

pa

5

0.5340.0590.0220.534

(185)℃p

,5

pa

0.059

p

,e

pai1900p(1340.6474.3pa25003

200.7)pp45pa

19003002500

200.7)pa做出和p分布线，两不相交，说明需设置隔汽层。9章热习题5-1、试计算武汉地区（北纬°）某厂房材屋顶的室外综合温度的平均值与最高值已知：I=998W/m（出现在点I；tmax

=37℃出现于emax15点t32.2℃；W/）;e

s

解:）室外平均综合温度,取t℃lrtI32.20.8832643.80℃saeelr2AI

max

)

/S

(998/1931.12te

.max

37A31.12ts所以取修正系数0.95AteA)sats

31.12)t

sa

43.8℃sasa5-2、计算武汉地区某厂房在自然通风下屋顶的内面温度状况。其屋顶结构为）钢筋混凝土板厚度泡沫混凝土热层：厚度水泥砂浆抹层：厚度卷村屋面：度（水平面的太阳辐射和室外气温资料参照习-1；其他条件可自假设5-3、设北纬30°区某住宅朝南窗口需设遮板，求遮挡月中旬9到15时所需遮阳板挑出长度及理形式。已知窗口高米，宽2.4米，窗墙宽1.6米，厚0.18米。5-4、从隔热的观点来分析）层实体结构2）封闭空气间层结构）带有通风层的结构；它的传热原理及隔热处理原则。答：、多实体结构它的传热主要是实体结构的热，在进行隔热处理时10可通过增加体结构的热阻，以降低结构的导热系数，从而加隔热能力；2有封闭空气间层结构它的传热主要是间层中的辐射热，在进行隔热处理时可在间壁面贴辐射系数小的反射材料，以减小辐射传量，从而增加隔热能力；3有通间层的结构的传热主要是对流传热室外空气流间层时，带走部分从层传下的热量，从而减少透过基层传入室内的量。因此，可通过增加间层的风量，来达到隔热的目的。5-5、提高封闭间层的隔热能力应采取什么措施？围护结构中设置封闭空气间层其阻值在冬季和夏季是否一样？试从外墙及屋顶不同位置加以分析。答：为提高闭间层的隔热能力，可以在间层内铺设反射系大、辐射系数小的材料（铝箔减少辐射传热。由于季节不太阳的度角和方位角的不所以在冬季屋顶太阳辐射热较小，而墙接受的太阳辐射于夏季相比较变化不大。所对于屋顶冬季的热阻值比夏季，而外墙则变化不大。5-6、从降温与防止地面泛潮的角度来分析南方地几种室内地面（木地板、水泥地磨石子地或其他地面）中，在春季和夏季哪一地面较好？该地面外于底层或层时有无区别？答：采用热性小、表面呼吸性较好的地面材料，较为适宜所以采用木地板为宜。底的地面对防潮要求更为严格。11章照习题6-1、用计算法计算出北纬40°地区四月下旬午点的太阳高度角和方位角，日出、没时刻和方位角。解：１）＝４００

sin(

11580370

)

Ω＝１５（１５－２）＝４５０sinhs

cos13.130.1735h0ssinhsin42.33２）cosAs0.4cos42.33cos13.13s66.36s３）ｈ０ｓ

cosAs

sin13.13cos

As

45

0

18

'即±６时４分日出时刻－６４５分＋１２＝６时１５分日落时刻＋时４５分＋１２＝１８时４５分6-2、试求学校所在地区或任一地区的当平均太阳时12，相当于北标准时间多？两地时差多少？1200解：乌鲁木的经度是8737＇TLL)4(120)时＋１２９．５分mm＝１４时９所以，两地差为２时９分6-3、试绘制学校所在地或任一纬度地区如北纬°、35、45°等）春秋分的棒日照图。6-4、正南此朝向的一群房屋，要求冬至日中午能分利用阳光，试求天津（北纬39°´）和上海（北纬°12´）两地，其房屋最小间距各多少？（提示求出两冬至中午有太高度角按棒与影的关系式求得距6-5、北纬°地区有一坡顶房屋，朝向正南、北，东西长8米，北宽6米面至屋檐高米口屋屋脊高2用日照棒影图求该房屋于秋分上午10点投于地上的日照阴。6-6、将[例5-2]用计算法求遮阳挑出长度和合理形式，改用棒影图方法解之，并与五章用计算法所得的结果加以比较。若朝向改南偏东0°，则遮阳板如何设。13篇

光章学知识习题7-1波长为nm单色光源，辐射功率为5W，试求1）这单色光源发出的光通量）如向四周均匀发射光通量，求其发光强）离它2米的照度。解：１）对波长为５４０ｍｍ的查气光视效率是０．９８则有

540

3346.7lm２）发光度I

cd43346.7３）照度E42

lx7-２、一个径为250mm的乳白玻球形灯罩，内装一个光通量1260lm的白炽灯灯罩的透系数为0.60,求灯罩外表面亮度不考虑灯罩的内反射。1250解：I4

IL0.6Acos04(2

)

0.60m

7-３间平面尺寸7×15m高为5m棚中布置一亮度为500nt的均匀扩散源，其尺寸为×13m，求间正中和四角处的地面照度（不考虑室内反射光解：１）正

5cos2.6r52２）四角地

57()2)22

2

2

57()2)22

2

2

14i

5715()2)22

0.517EL0.51792.8lx7-、有一物件寸为0.22mm，视距为750mm，设它与背景的亮度对比为0.25。求达到辨别机率为95%时所需的照度。如对比下降为0.2，要增加照度若干才能达相同视度？解：求视角

3440

d0.223440l750

由于ｃ＝０．２查图－２２可得所需照度Ｅ７０ｌｘ若对比度下降为0.２则所照度Ｅ１２５ｘ7-５、有一纸的反光系数为，最低照度是多是我们才能见它？达到刺眼时的度又是多少？解：最低照

asb达到刺眼的度E

16

20sb7-６、式说光通量与发光强度，照度与亮度间的区别和关？答：光通量人眼对光的感觉量为基准的单位；发光强度是通量的空间密度；照度是被照光通量的密度；亮度是发光在视线方向上单位面积发出的发光强度。7-７、看电时，房间完全黑暗好，还是有一定亮度好？为么？答：房间亮好。这是因为人的感光细胞分为杆体细胞和椎体胞在亮环境下是锥体细胞起作用，环境下是杆体细胞起作用。当房间亮一些时，会使杆体细胞和椎体细胞交替作用，可以减少视觉疲劳。同时，房间亮一点以避免产生直接眩光。7-８为什么有的店大玻璃橱窗能够象镜似地照出人却看不里面陈列的展品答：这是由产生二次反射眩光15采取的措施提高橱窗里商品的表面亮度；将橱窗玻璃成倾斜或弯曲。7-、你们教室黑板上是否存在反眩光（窗、具怎么形成的如何消除它？答：存在。由视野中的光泽表面的反射所产生的。减小或消除法：尽量使视觉业的表面为无光泽表面，以减弱镜面反射而形的反射眩光；应使视觉作避开和远离照明光源同人眼形成的镜面反射区；使用发光表面积大、亮度低的光源；使引起镜面射的光源形成的照度在总照度中所占比例减少从而减少反射眩光的响。章

采习题8-1、从图8-5中出重庆７月上午8：时散射光照度和照度。答：从图上查出总照度为38500ｌ；散射光照度26500ｌｘ２、根据图找出重庆７月室外散射光度高于500ｘ的延续时间。答：早上6点到下午6，延续时间为12小时。３例题7-4所给房间剖面ＣＩＥ准阴天室外水照度为10000时，求水平洞在桌面上形成的采光系数；若窗洞上装有＝0.8的透明玻璃时的采光系数若窗上装有τ＝0.5乳白玻璃时采光系数。E2500解：）n100%E10000w2）

ECEw

100%

25000.810000

3）

C

EEw

250010000

12.5%8-4、会议室平面尺寸为5×7m，净高3.6m，求出要的侧窗面并绘出其平、剖面。解：由表8-5可知，会议室属III级采光级。16由表8-6知单侧窗要求窗地为1/4则户的面积为米2

。双侧窗要求地比为1/3.5。则窗户的面积为2

。8-5、一单跨机加车间，跨度为30m，72m，架下弦高10m，内表面浅色粉刷，室物遮挡，估计需要的单层钢窗面积，并验算其光系数。解：1）由表8-5可，机械加工间属III级采光等级。由表8-6可知，单侧窗要求窗地比为1/4。则窗户的积为30×72/4=540米2

。双侧窗要求地比为1/3.5。则窗户的面积为×72/3.5=6172

。2）验算采光系数根据设计所窗户的形式，确定窗户的位置、大小。由公式C

C

'

'

'

f根据窗户的式，选取相应的修正系数，算出采光系数的最值，与采光系数标准值相较，看是否满足要求。６、设一机械工车间，平、剖面周围环境如，试问（1）车间在北京或庆，其采光系数要求多少？（该车间长轴向为南—北或—西，在采光选择上有何不同？（3中间两跨不天窗行不行？4然后根